CN101538273A - 制备(6r,7r)-7-氨基-8-氧代-5-硫杂-1-氮杂双环[4.2.0]辛-2-烯-3-h-2-羧酸的方法 - Google Patents

制备(6r,7r)-7-氨基-8-氧代-5-硫杂-1-氮杂双环[4.2.0]辛-2-烯-3-h-2-羧酸的方法 Download PDF

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Abstract

本发明为制备(6R,7R)-7-氨基-8-氧代-5-硫杂-1-氮杂双环[4.2.0]辛-2-烯-3-H-2-羧酸的方法,解决已有方法反应步骤长,收率低的问题。由(6R,7R)-7-苯乙酰氨基-8-氧代-5-硫杂-1-氮杂双环[4.2.0]辛-3-氯甲基-2-羧酸对甲氧苄酯-原料(2)到(6R,7R)-7-氨基-8-氧代-5-硫杂-1-氮杂双环[4.2.0]辛-2-烯-3-H-2-羧酸-产品(1)的合成方法。产品1和原料2的结构如右式,12PMB=对甲氧苄基本路线共六步反应,反应条件温和,避免了超低温的臭氧反应,所用试剂和原料易得,价格低廉,后处理方便,污染小,操作简单,更易于放大生产。

Description

制备(6R,7R)-7-氨基-8-氧代-5-硫杂-1-氮杂双环[4.2.0]辛-2-烯-3-H-2-羧酸的方法
技术领域:
本发明涉及一种(6R,7R)-7-氨基-8-氧代-5-硫杂-1-氮杂双环[4.2.0]辛-2-烯-3-H-2-羧酸简称7-ANCA的制备方法。
背景技术:
7-ANCA是合成头孢唑肟(ceftizoxime)、头孢布烯(ceftibuten)的关键中间体。其中头孢唑肟具有广谱、耐酶、高效、低毒和能透过血脑屏障的特点;头孢布烯则对多种β-内酰胺酶稳定,对革兰氏阳性菌中的肺炎链球菌和化脓性链球菌有强大的杀菌作用
7-ANCA的制备方法有文献报道如下:
(1)按照专利US4440683和US4301280所述路线如下:
此路线用到了亚磷酸三甲酯,吗啡啉,溴,五氯化磷这些是对环境污染很大的化学试剂。需要低温<-60℃的臭氧化反应,而且难于控制使臭氧过量而产生副反应。3位稀醇羟基被磺酰化的过程中,极易产生Δ3异构体。而且反应步骤长,繁琐。
(2)按照文献Bulletin of the Chemical Society of Japan,1995,68(5),1385-91;
所述路线如下所示:
Figure A20091005913800061
此路线虽然避免了低温臭氧化过程,但用到的RuCl3试剂价格极其昂
贵,产生的废水颜色很深污染大。关环过程中收率低,后处理繁琐。3位稀醇羟基被磺酰化的过程中,容易产生Δ3异构体。
(3)按照文献Org Process Res Dev,2002,6(2):169-177所述路线如下所示:
Figure A20091005913800071
此路线用到的DAAQ酶,二苯重氮甲烷,Lawesson,试剂价格昂贵,用到电化学法还原,操作复杂,而且得到产品-部分含三位甲基的化合物,难于分离。NaBH4需要-50℃的低温还原。
(4)按照专利US5347000所述的路线如下所示:
Figure A20091005913800081
此路线在闭环过程中用到的SnCl4酸性太强,毒性大,对底物有破坏作用,收率较低。需要-78℃臭氧化反应,而且通臭氧容易过量而产生杂质难以分离。3位稀醇羟基被磺酰化的过程中仍极容易产生Δ3异构体。
综上,在大多数情况下都需要在<-50℃的低温条件下臭氧选择性与末端双键作用,经分解形成稀醇化的反应。这个过程中很容易通臭氧过量使S被氧化成砜或亚砜从而产生大量杂质难以分离。
另外在稀醇式羟基磺酰化过程中极容易产生Δ3异构体,即使在<-50℃的低温条件也会有Δ2异构体产生,难以分离,反应如下所示:
Figure A20091005913800082
发明目内容:
本发明的目的是提供-种简捷,步骤少,操作方便,污染小,收率高,实用性高的合成7-ANCA的工艺。
本发明的目的是这样实现的:
(1)将(6R,7R)-7-苯乙酰氨基-8-氧代-5-硫杂-1-氮杂双环[4.2.0]辛-3-氯甲基-2-羧酸对甲氧苄酯(GCLE)在10℃,在溶剂中与氯化胺、锌粉反应,得到白色固体3,
(2)将白色固体3溶于溶剂,用30%(质量百分比)的过氧化氢氧化得液体4,将液体4,水洗后通入臭氧后加入还原剂得白色固体5
(3)将白色固体5加入溶剂和碱,与甲烷磺酰氯反应得白色固体6
(4)将白色固体6在溶剂中与试剂反应得白色固体7
(5)将白色固体7在二氯甲烷和醋酸中,用锌粉还原得白色固体8,
(6)将白色固体8用间甲酚脱除羧基的保护对甲氧苄基,然后用青霉素酰化酶PG-450脱掉苯乙酰基得产品。
本发明制备7-ANCA的方法,包括如下步骤:
所述方法包括以下六个步骤:
Figure A20091005913800091
GCLE在DMF中,加入3倍摩尔当量的活性锌粉和氯化胺于10℃反应20min即反应完,抽滤除去不溶物,减压回收DMF得到白色固体3,
Figure A20091005913800092
将白色固体3溶于CH2Cl2中,在5℃下用18%(质量百分比)过氧乙酸氧化得到液体4,反应液水洗后降温-20℃,缓慢通入臭氧,60min反应完,通氧气排除过量的臭氧,与此温度下加入还原剂亚硫酸氢钠,与室温下搅拌2小时,水洗,分出有机层,得到白色固体5,
Figure A20091005913800093
Figure A20091005913800101
白色固体5在DMF中,K2CO3存在下与甲烷磺酰氯在10℃反应30min反应完,除去不溶物,减压回收DMF,加入70%甲醇结晶,得到白色固体6,
Figure A20091005913800102
白色固体6在DMF和CH2Cl2中与PCl3在0℃反应20min被还原而得到白色固体7
Figure A20091005913800103
白色固体7在二氯甲烷和醋酸中,室温下用活性锌粉还原2小时可得到8
Figure A20091005913800104
将白色固体8用间甲酚在50-60℃脱除羧基的保护对甲氧苄基,然后用青霉素酰化酶PG-450在20-40℃脱掉苯乙酰基得产品。
步骤1中所用溶剂为DMF或THF,反应温度为10℃,反应时间为5-60min。
步骤2中化合物3-4的反应过程中所用溶剂为CH2Cl2,反应温度为5℃。化合物4-5的反应过程中所用溶剂为CH2Cl2反应温度为-20℃。
步骤3中所述的碱为碳酸钠、碳酸钾、碳酸钙、二异丙基乙胺、三乙胺、吡啶中的一种或多种,所述溶剂为DMF、THF、二氧六环中的任一种。
步骤4中所用试剂为PCl3,溶剂为DMF,或DMF和CH2Cl2,温度为0℃。
步骤5中所用溶剂为二氯甲烷和醋酸。
本发明只有六步反应,反应条件温和,所用试剂和原料易得,价格低廉,后处理方便,污染小,操作简单,易于放大生产。
本发明可以避免在<-50℃的低温条件下与臭氧反应和很容易通臭氧过量使S被氧化成砜或亚砜从而产生大量杂质难以分离使收率下降。
本发明避免稀醇式羟基在磺酰化过程中极容易产生Δ3异构体的问题。
具体实施方式:
1(6R,7R)-7-苯乙酰氨基-8-氧代-5-硫杂-1-氮杂双环[4.2.0]辛-3-环外亚甲基-2-羧酸对甲氧苄酯(3)的制备
Figure A20091005913800111
将原料2(20g,0.041mol)溶于100mlDMF中,降温至10℃,加入NH4Cl(11g,0.205mol),搅拌10min后,分三批加入活性Zn粉(13.3g,0.205mol),保持10℃反应1小时,过滤除去不溶物,20mlDMF洗涤滤饼,所得滤液倒入100ml水和100ml二氯甲烷中,机相依次用30毫升5%HCl水溶液洗,30毫升水,30毫升饱和食盐水洗涤。无水硫酸镁干燥后,蒸除溶剂,用95%甲醇结晶,得到17.8g白色固体。收率96%。
2(6R,7R)-7-苯乙酰氨基-8-氧代-5-硫杂-5氧代-1-氮杂双环[4.2.0]辛-2-烯-3-羟基-2-羧酸对甲氧苄酯(5)的制备
17.8g克(0.04mol)的化合物3溶于200毫升二氯甲烷中,冷却至5℃。然后缓慢滴加18%的过氧乙酸16.6克(0.04mol),控制滴加速度使反应温度不超过10℃。滴加完毕后在5℃反应2小时,加水50毫升,搅拌10分钟后静置分层。有机相依次用50毫升5%碳酸氢钠水溶液,50毫升水洗,分出有机层4冷却至-20℃。然缓慢通入臭氧至反应液变为浅蓝色,关闭臭氧发生器,通氧气30min后,与-10-0℃下加入还原剂NaHSO3(10.3g,0.123mol)搅拌0.5h,然后在0-5℃下搅拌2h,加水200ml,分层,分出CH2Cl2层,100ml水洗2次,无水Na2SO4干燥,减压蒸干溶剂,用无水乙醇结晶,得到15.6克白色粉末状固体5。收率81.8%。
3(6R,7R)-7-苯乙酰氨基-8-氧代-5-硫杂5氧代-1-氮杂双环[4.2.0]辛-2-烯-3-甲烷磺酰基-2-羧酸对甲氧苄酯(6)的制备
Figure A20091005913800122
将15.6g(0.033mol)的固体5溶于100ml的DMF中,降温至5-10℃,加入K2CO3(8.7g,0.082mol)搅拌10min后,滴加CH3SO2Cl(3.76g,0.033mol)滴毕保持5-10℃反应,30min反应完,除去不溶物,10mlDMF洗涤滤饼,将滤液减压浓缩后,加入70%甲醇,室温下搅拌2h,0-5℃下搅拌2h,得到白色固体16.6g,收率92.5%.
4(6R,7R)-7-苯乙酰氨基-8-氧代-5-硫杂-1-氮杂双环[4.2.0]辛-2-烯-3-甲烷磺酰基-2-羧酸对甲氧苄酯(7)的制备
Figure A20091005913800131
将16.6g(0.031mol)的6溶于100mlDMF和100ml的CH2Cl2中,降温至-10℃,将PCl3(4.5g,0.032mol)溶于20mlCH2Cl2中,缓慢滴入反应液,20min滴完,保持0℃反应1小时后,加入50mlCH2Cl2和150ml冰水分层,有机层分出,150水分三次洗,100毫升饱和食盐水洗。无水硫酸镁干燥后,浓缩至小体积,加环己烷结晶,得到白色色粉末状固体(固体7)14.2克,收率87.6%。
5(6R,7R)-7-苯乙酰氨基-8-氧代-5-硫杂-1-氮杂双环[4.2.0]辛-2-烯-3-H-2-羧酸对甲氧苄酯(8)的制备
将14.2g(0.027mol)的固体7溶于80ml CH2Cl2和80ml醋酸中,搅拌均匀后,加入活性锌粉(5.2g,0.081mol),25-30℃反应4小时,过滤除去残渣,20mlCH2Cl2洗后,加入100ml水分层,有机层50ml水洗三遍,50ml食盐水洗后,无水硫酸钠干燥。异丙醇结晶得到白色固体(固体8)10.7g。收率91.2%。
6(6R,7R)-7-氨基-8-氧代-5-硫杂-1-氮杂双环[4.2.0]辛-2-烯-3-H-2-羧酸(7-ANCA)的制备
Figure A20091005913800133
10.7g(0.025mol)的固体8和40ml间甲酚在50-70℃反应2小时,反应结束后,向反应液中加入100ml乙酸乙酯。使混合物降温至20-30℃加入50ml水和6gNaHCO3,搅拌0.5h后,分离有机相,再加入20ml水和1g NaHCO3,萃取,水层混合,用40ml乙酸乙酯洗后,分出水层,调PH=7左右,加入0.8g活性碳脱色0.5h,过滤,10ml水洗涤滤饼,滤液合并,于30-35℃加入青霉素酰化酶PG-450 10g,滴加c(Na2CO3)=1×10-3mol/L)水溶液,控制PH在8左右,反应至PH基本不变,过滤回收酶。将滤液用c(HCl)=0.01mol/L水溶液当PH=3-4左右大量固体析出,继续滴加HCl大部分固体溶解,调到PH=1逐渐冷却至0-5℃,50ml乙酸乙酯提取两次后分出水层,c(Na2CO3)=1×10-3mol/L)水溶液反调PH=3.5,大量白色固体析出,冰浴下搅拌1小时,抽滤,水洗,丙酮洗,抽干,减压45℃干燥得到白色固体产品4.5g,收率89.5%。

Claims (7)

1、制备(6R,7R)-7-氨基-8-氧代-5-硫杂-1-氮杂双环[4.2.0]辛-2-烯-3-H-2-羧酸的方法,包括如下步骤:
1)将原料(2)-(6R,7R)-7-苯乙酰氨基-8-氧代-5-硫杂-1-氮杂双环[4.2.0]辛-3-氯甲基-2-羧酸对甲氧苄酯GCLE在10℃,在溶剂中与氯化胺、锌粉反应,得到白色固体3,
2)将白色固体(3)溶于溶剂,用18%(质量百分比)的过氧乙酸氧化得液体(4),将液体(4)水洗后通入臭氧后加入还原剂得白色固体(5),
3)将白色固体(5)加入溶剂和碱,与甲烷磺酰氯反应得白色固体(6),
4)将白色固体(6)在溶剂中与试剂反应得白色固体(7)
5)白色固体(7)在二氯甲烷和醋酸中,用锌粉还原得白色固体(8),
6)将白色固体(8)用间甲酚脱除羧基保护对甲氧苄基,然后用青霉素酰化酶PG-450脱掉苯乙酰基得产品。
2、根据权利要求1所述的方法,其特征在于所述方法包括以下六个步骤:
1)
Figure A2009100591380002C1
原料(2)在DMF中,加入3倍摩尔当量的活性锌粉和氯化胺于10℃反应20min即反应完,抽滤除去不溶物,所得滤液倒入二氯甲烷和水中,水洗有机层后,蒸除溶剂,用95%甲醇结晶得到白色固体(3),
2)
Figure A2009100591380003C1
将白色固体(3)溶于CH2Cl2中,在5℃下用18%(质量百分比)过氧乙酸氧化得到液体(4),反应液水洗后降温-20℃,缓慢通入臭氧,60min反应完,通氧气排除过量的臭氧,与此温度下加入还原剂亚硫酸氢钠,与室温下搅拌2小时,水洗,分出有机层,得到白色固体(5),
3)
Figure A2009100591380003C2
白色固体(5)在DMF中,K2CO3存在下与甲烷磺酰氯在10℃反应30min反应完,除去不溶物,减压回收DMF,加入70%甲醇结晶,得到白色固体(6),
4)
Figure A2009100591380003C3
白色固体(6)在DMF和CH2Cl2中与PCl3在0℃反应20min被还原而得到白色固体7
5)
Figure A2009100591380004C1
白色固体(7)在二氯甲烷和醋酸中,室温下用活性锌粉还原2小时可得到白色固体(8),
6)
将白色固体(8)用间甲酚在50-60℃脱除羧基的保护PMB,然后用青霉素酰化酶PG-450在20-40℃脱掉苯乙酰基得产品。
3、根据权利要求1所述的方法,其特征在于步骤1)中所用溶剂为DMF或THF,有水无水均可,反应温度为10℃。
4、根据权利要求1所述的方法,其特征在于步骤2)中化合物3-4的反应过程中所用溶剂为CH2Cl2,反应温度为5℃。化合物从液体4)到白色固体(5)的反应过程中所用溶剂为CH2Cl2反应温度为-20℃。
5、根据权利要求1所述的方法,其特征在于步骤3)中所述的碱为碳酸钠、碳酸钾、碳酸钙、二异丙基乙胺、三乙胺、吡啶中的一种或多种,所述溶剂为DMF、THF、二氧环中的任一种。
6、根据权利要求1所述的方法,其特征在于步骤4)中所用试剂为PCl3,溶剂为DMF,或DMF和CH2Cl2,温度为0℃。
7、根据权利要求1所述的方法,其特征在于步骤5)中所用溶剂为二氯甲烷和醋酸。
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